ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Релаксационная теория из "Звуковые и ультразвуковые волны Издание 3 " Поглощение и дисперсия ультразвука в жидкостях. Релаксационная теория. Распространение звука и особенно ультразвука в жидкостях сопровождается различного рода релаксационными процессами. С одним из типов релаксационного процесса, заключающегося в перераспределении энергии между внешними и внутренними степенями свободы молекул под действием ультразвуковой волны, мы уже встречались при распространении ультразвука в многоатомных газах, где таким процессом объяснялось наличие дисперсии и аномального (молекулярного) поглощения. В жидкостях положение дела обстоит гораздо сложнее, поскольку гораздо сложнее сама структура жидкостей по сравнению с газами и в жидкостях могут иметь место весьма разнообразные релаксационные процессы. [c.290] Четыреххлористый углерод. . Ацетон. [c.292] Из последней таблицы следует, что во всех этих жидкостях например, в бензоле объемная вязкость в 100 раз больше, чем сдвиговая вязкость. [c.292] Большое количество экспериментальных работ, проведенных различными авторами, привело к выводу, что в доступном для измерений ультразвуковом диапазоне частот, т. е. приблизительно до частот 10 гц, для большинстве жидкостей сохраняется квадратичная зависимость поглощения от частоты, как того требует уточненная формулг Стокса. Однако имеются некоторые жидкости, для которых эта квадратичная зависимость от частоты не рыполняется. [c.292] Величина объемной вязкости, как видно из этой формулы, зависит от частоты. Если, например, изменение температуры в звуковой волне происходит медленно на звуковых или низких ультразвуковых частотах, то процессы равномерного распределения энергии по степеням свободы успевают за изменениями температуры, и потеря энергии звуковой волны (и объемная вязкость) в этом случае будет мала. [c.295] Релаксировать может, как уже говорилось выше, не только объемная вязкость (имея в виду под объемной вязкостью различные быстрые молекулярные процессы, протекающие при изменении объема). Сдвиговая вязкость, которая обусловлена передачей количества движения от одного слоя жидкости к другому также, естественно, связана с молекулярным переносом количества движения. Во всяком случае принципиально можно представить себе жидкую или газообразную среду, подвергнутую сдвиговым колебаниям столь высокой частоты, что перенос количества движения не будет успевать за изменением количества движения. Среда в этом случае сначала будет вести себя как студнеобразное тело, затем как твердое. На очень высоких гиперзвуковых частотах сдвиговая вязкость, по крайней мере для ряда жидкостей (например, как указывалось выше, касторовое масло), уменьшается как говорят в этом случае, она отрелаксировала. [c.296] Эти выводы релаксационной теории полностью объясняют характер релаксационной кривой на рис. 180 и дают объяснение наблюдаемым экспериментально значениям коэффициента поглощения для различных жидкостей. [c.296] Заканчивая рассмотрение релаксационных процессов, остановимся кратко на возможностях релаксационной спектрометрии этот термин начинает последнее время встречаться в научной литературе. Выше уже указывалось на возможность определения времени релаксации. Однако, если даже это время с достаточной точностью известно, не всегда представляется возможным однозначно установить, какой из молекулярных механизмов ответственен за релаксацию. В этом отношении акустические данные должны быть подтверждены какими-нибудь другими данными. Релаксационная спектральная линия достаточно широка в отличие от того, что мы имеем в оптической спектроскопии. В том случае, когда времена релаксации двух процессов отличаются не более чем примерно в 10 раз, существующая в настоящее время точность измерения поглощения (10%) не позволяет различить два релаксационных процесса, не говоря уже о более тонкой структуре релаксационного спектра . Можно сказать, что в настоящее время пока разрешающая способность релаксационной спектрометрии весьма низка. [c.297] Вернуться к основной статье